WO2005087401A1

WO2005087401A1 - 継目無管の穿孔圧延用プラグ、継目無管の製造装置およびこれらを用いた継目無管の製造方法

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Publication number: WO2005087401A1
Application number: PCT/JP2005/004309
Authority: WO
Inventors: Tomio Yamakawa; Kazuhiro Shimoda
Original assignee: Sumitomo Metal Industries, Ltd.
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2005-09-22
Also published as: US7383710B2; EP1728566B1; JP4462265B2; EP1728566A1; CN1929933A; CN1929933B; US20070006626A1; US20080134742A1; US7506526B2; EP1728566A4; JPWO2005087401A1

Abstract

　分割されたプラグ前部と同後部を一体のプラグとして保持して使用されるプラグであって、少なくとも前部は低合金鋼からなり、前部および後部の表面に酸化皮膜が形成された継目無管の穿孔圧延用プラグ、および上記プラグを穿孔工具とし、傾斜ロール式穿孔圧延機を用いて、穿孔圧延する継目無管の製造方法である。また、前記前部および後部を一体のプラグとして保持し、かつ両者の一方または双方は着脱可能であって、プラグを保持する芯金が後部を貫通し、前部と連結された継目無管の製造装置、およびこの製造装置を用いて、製造ラインにおいて両者の一方または双方を取り替え可能な継目無管の製造方法である。前部に形成される酸化皮膜の厚さを２００μｍ以上とし、後部に形成される酸化皮膜の厚さよりも厚くするのが望ましい。難加工材の穿孔圧延の場合においても、被れ疵や内面疵をなくし、優れたプラグ寿命およびプラグ原単位を達成できる。

Description

継目無管の穿孔圧延用プラグ、継目無管の製造装置およびこれらを用いた継目無管の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、継目無管の代表的な製造方法である傾斜ロール式穿孔圧延法に最適な穿孔圧延用プラグ、およびこれを用いた継目無管の製造装置と製造方法に関し、さらに詳しくは、穿孔圧延に際し、優れた耐久性を発揮し、管内面疵の発生を防止できる穿孔圧延用プラグと、プラグ前部または Zおよびプラグ後部を取り替え可能な分割プラグ、およびこれを用いた製造装置と製造方法に関するものである。

背景技術

[0002] 継目無管の代表的な製造方法として用いられる、 V、わゆるマンネスマン製管法は、所定温度に加熱された中実のビレットを穿孔圧延機 (ピアサ一）に送給して、その軸心部を穿孔することにより中空素管を製造する。次いで、穿孔された中空素管を 5スタンドから 8スタンドよりなる延伸圧延機 (マンドレミル）に通して肉厚加工を施し、再カロ熱後、または直接に、ストレツチレデューサ若しくはサイザミルによって形状修正およびサイジングを行って、さらに精整工程を経て、製品となる継目無管を製造する方法である。

[0003] 穿孔圧延機による圧延では、被圧延材であるビレットがパスラインに沿って圧延方向に移動するように、このパスラインに対して傾斜ロールが対向配置されている。さらに、これらの傾斜ロール間にノスライン上に配された芯金に保持されたプラグを位置させる。

[0004] 図 1は、穿孔圧延に用いられる傾斜ロールの配置を模式的に説明する図である。さらに、図 2は、前記図 1の A— A矢視で示される傾斜ロールの配置を説明する図である

[0005] 図 1に示すように、傾斜ロール 1は、パスライン X— Xに対してロール軸心線がそれぞれ交叉角 γをなすように軸対称に配置されている。さらに、図 2に示すように、傾斜口ール 1はパスライン X— Xに対して傾斜角 13となるように配置される。一方、図 2に示されない他方の傾斜ロール 1も、パスライン X— Xを挟んで互いに傾斜角 βで逆方向に傾斜させて対向する位置に配置される。

[0006] ビレット 3に螺進運動を加える傾斜ロール 1は、それぞれの駆動装置 4に直接連結され、これにより、単独に交叉角 γおよび傾斜角 j8を確保しながらロール軸心線を中心に回転できる。また、対向する傾斜ロール 1、 1間に位相を 90° 違えてパスライン X 一 Xを挟んで対向位置された管材案内ガイドであるディスクロール 5が配置される。図 2では、ディスクロール 5を仮想線の一点鎖線で示す。さらに、プラグ 2は、その端部を芯金 Mの先端に支持され、パスライン X—X上に穿孔圧延用工具として配置されている。

上記のように構成されたピアサ一にお、て、ノスライン X— X上を白抜き矢符方向に送給されたビレット 3は、傾斜ロールの間隙を通過している間に傾斜ロール 1とプラグ 2により肉厚加工が施されながら穿孔圧延され、旋回しつつパスライン X— X上を移動し、プラグ 2によりその軸心部に孔を空けられて中空素管となる。

[0007] 図 3は、穿孔圧延用工具として採用されるプラグの長手方向の外郭形状を示す図である。通常、プラグ 2は、圧延部と、リーリング部および逃げ部力構成されており、圧延部の最先端部が細く尖頭ィ匕した砲弾形状になっている。

[0008] 穿孔圧延用工具のプラグ材質としては、 CtM系の低合金鋼が一般的に用いられる。さらに、プラグは、穿孔圧延中の断熱効果と潤滑効果を得るため、その使用前に酸化雰囲気中で熱処理を施し、その表面に厚さ 100— 1000 mの酸化鉄を主成分とする酸化皮膜を形成してヽる。

[0009] ところが、穿孔圧延用工具として用いられるプラグ 2の圧延部の先端部は、図 3に示すように、尖頭化されてその体積は小さぐさらに穿孔圧延にともなう被圧延材の加工発熱によって、急速に温度が上昇する。プラグの母材強度がこの熱負荷耐えられない場合に、プラグの先端部に溶損が発生する。

[0010] 先端部に溶損が発生したプラグを用いて穿孔圧延を行うと、中空素管に内面疵が発生し、品質上大きな問題となる。また、発生した溶損の程度が大きくなると、穿孔圧延の途中工程で圧延を中断せざるを得ず、生産性が著しく低下することになる。

[0011] また、プラグの耐久性に関しては下記のとおりである。すなわち、被圧延材が炭素鋼である場合には、プラグは 100パスを超える穿孔圧延に耐えることができる。しかし

、被圧延材カ Sステンレス鋼や高合金になると、数パスでプラグを廃却せざるを得なくなる。通常、プラグの寿命がつきたと判断される損傷は、プラグ前部に集中する。寿命に達したプラグは、プラグを保持する芯金に支障が生じな、範囲まで改削することによって再生される。そして、改削可能な範囲を超えたプラグは廃却される。

[0012] このため、プラグ寿命は、継目無管の製造コストに大きな影響を与える。特に、近年では油井の大深度化や海底油井の開発にともない、穿孔圧延時にプラグの負担が大きくなるステンレス鋼や高合金の需要が増加することにより、継目無管の製造コストに占めるプラグ工具費用の割合が益々高まっている。

[0013] このような状況に鑑み、プラグ寿命の延長を図るため、種々の提案がなされている。

例えば、特開平 7— 60314号公報では、プラグ表面に地金との密着性に優れた酸ィ匕皮膜を形成させるため、 W、 Mo、 Nb、 Tiおよび Nbなどの元素を添カ卩した Cr~Ni系の低合金鋼で構成し、その表面に酸ィ匕皮膜を厚く形成したプラグが提案されてヽる。

[0014] しかし、このようなプラグを用いて穿孔圧延を行うと、プラグの酸ィ匕皮膜が部分的に脱落して、プラグの表面性状が悪ィ匕する。この性状の悪ィ匕したプラグを用いて穿孔圧延すると、プラグの表面性状が被圧延材の内面にプリントされ、圧延後の素管内面の表面性状を悪化させる。さらに、この素管を後続するミルで仕上げ圧延を行うと、最終仕上げ後の管の内表面に米粒状の被れ疵が多発することになる。

[0015] また、特開平 10— 249412号公報において、プラグのリーリング部の酸ィ匕皮膜の厚さを圧延部のそれより薄くした穿孔圧延用プラグが提案されている。

上記公報にて提案されたプラグは、まず、プラグ表面に均一な厚い皮膜を形成し、その後、機械的にリーリング部の皮膜を研磨して皮膜厚さを薄くすることによって製造される。このリーリング部の皮膜を研磨する際に、その研磨量を厳しく管理しなければならない。

[0016] しかし、皮膜形成前のプラグの形状は、真円でないことが多いため、プラグの円周方向に皮膜厚さを厳しく調整することは困難であり、皮膜厚さが必要な厚さ以下となるプラグ部位では、損傷を発生することになる。

[0017] さらに、特開 2002— 113507号公報では、外表面に Ti含有量が 7— 45質量％で、所定の圧縮変形抵抗を有するニオブ基合金カゝらなる被覆層を備える圧延用プラグが提案されている。また、特開平 6— 328105号公報では、肉盛溶接により Mo、 Niおよび Crからなる被覆層を形成する圧延用工具が提案されている。さらに、特開平 2— 63 604号公報には、被圧延材との接触部分が Mo基合金の粉末を成形した多孔質の分散層とこれより低融点の連続相から構成されるプラグが開示されている。

[0018] し力しながら、上述の 3つの文献にて提案されたプラグを採用すれば、後述するとおり、その単価は、前述の Cr Ni系の低合金鋼に比べて高くなり、継目無管の製造コストに占めるプラグ工具費用の割合が一層増加することになる。

発明の開示

[0019] 前記の背景技術の説明から理解されるとおり、一体型プラグ表面に酸化皮膜を形成する方法のみでは、充分な効果を発揮することができないため、新たな改善が必要になる。

一方、最近では、従来の一体型プラグに替えて、プラグの前部と後部とを分割した、分割プラグに関する提案が多くなされるようになって、る。

[0020] 例えば、特開平 10-180315号公報では、プラグ前部がセラミック力もなる分割ブラグが提案されている。しかし、セラミックは高温下での圧縮強度が大きく耐摩耗性も高いが、耐衝撃性に劣るため、過酷な条件である穿孔圧延では、プラグの尖端部から破壊するおそれがある。

[0021] また、特開昭 63— 203205号公報では、プラグ前部に高温強度の高い Mo合金を接合したプラグが提案されており、さらに、特開平 10-156410号公報では、その前部を Nb合金で構成し、その表面に珪ィ匕物を有するプラグが提案されている。しかし、本発明者らの検討によれば、分割プラグの前部に Mo合金や Nb合金等の高合金を使用すれば、摩擦係数が大きいことから、穿孔効率が大幅に低下する。このため、被圧延材が傾斜ロールに嚙み込んで力プラグ先端に到達するまでの回転鍛造回数が多くなり、マンネスマン破壊により内面疵を発生し易くなることが明らかになった。

[0022] さらに、セラミック、 Mo合金および Nb合金は、前述の Cr Ni系の低合金鋼に比べ単価が 10倍以上高い。このため、前述の特開 2002— 113507号公報、特開平 6— 3 28105号公報および特開平 2-63604号公報にて提案されたプラグ、ならびに特開平 10— 180315号公報および特開昭 63— 203205号公報にて提案された分割ブラグの、ずれを採用したとしても、製管スケジュールに応じた寸法と種類のプラグを準備しなければならないことを考慮すると、莫大な費用を要することになる。

[0023] 次に、「分割プラグ」の機構の面力も検討してみる。従来から、プラグをプラグ前部とプラグ後部とに分割して個別に製造し、その後、プラグ前部とプラグ後部とを結合して一体化させたプラグ (以下、「従来型の分割プラグ」と記す)が提案されている。これは、プラグ前部に発生する溶損がプラグ寿命を決定する要因になることから、プラグ前部のみを高強度材にすれば、プラグ寿命を延長できるとする発想に基づくものである。

[0024] ところが、本発明者らの検討によれば、従来型の分割プラグでは、 V、ずれも前部の取り付け方法に問題があり、さらに実用化が困難なものもある。以下に、このことを例示しながら説明する。

[0025] 特許第 2581154号公報 (特開平 1—289504号公報）には、前部が Nb合金であるプラグが提案されており、前部と後部を接合する手段として、焼き嵌め、圧入、圧接等の方法があるとされている。また、特開昭 62-207503号公報には、前部に Mo合金を取り付けたプラグが開示されており、その接合は螺合式の外焼き嵌め方式や接着方式などが採用できるとされている。さらに、特開昭 60-137511号公報では、接合部は、焼き嵌めまたは接着剤によることが記載されている。

[0026] 一方、特開昭 58— 167004号公報では、前部が軸心線方向に複数に分割され、各分割部分が軸心線回りに回転可能なベアリングにより保持されたプラグが提案されている。提案されたプラグは、前部がベアリングにより回転可能となるが、その回転構造から、前部の着脱は容易に行えるものではない。

[0027] また、実開昭 63— 95604号公報には、前部を高融点および高温強度を有する耐熱合金によって構成し、後部をスケール生成の容易な合金鋼によって形成したプラグが開示されており、前部と後部の接合は螺合方式であることが示されている。

[0028] そして、特開 2000-167606号公報では、抜け止め作用をなす異径部を有する保持材を用いて前部と後部を接続するプラグが提案されている。しかし、前記特開昭 5 8— 167004号公報に開示されたプラグと同様に、前部は回転可能であるものの、その着脱は容易ではない。

[0029] 上述したとおり、従来型の分割プラグは、プラグ前部とプラグ後部とを互いに固定して、る形式と回転可能にして、る形式との 2種類に大別できる。プラグ前部が固定されている形式では、穿孔圧延中に負荷される捩りによって接合部が破損し易い。一方、プラグ前部が回転可能な形式では、接合構造が煩雑となり、穿孔圧延中に破損し易くなる。

[0030] 本発明は、上述した従来の一体型プラグおよび分割プラグが有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、下記の 2点である。すなわち、その第 1は、ステンレス鋼や高合金を穿孔圧延する場合であっても、プラグ表面の酸ィ匕皮膜に起因する米粒状の被れ疵をなくし、同時に被圧延材の嚙み込みによる回転鍛造効果 (マンネスマン破壊）による内面疵の発生を防止するとともに、プラグ寿命の延長および優れたプラグ原単位を達成することができる継目無管の穿孔圧延用プラグ、およびこのプラグを用いた継目無管の製造方法を提供することである。

[0031] また、その第 2は、プラグ前部とプラグ後部とに分割されたプラグであっても、操業中の継目無管の製造ラインにぉ、て、分割したプラグの接合に不具合を生ずることなく、プラグ前部または Zおよびプラグ後部を取り替え可能とすることにより、プラグ寿命の延長および優れたプラグ原単位を達成することができる継目無管の製造装置、およびこれを用いた製造方法を提供することである。

[0032] そこで、上記の第 1の目的を達成するために、主として、（A)分割プラグにおける酸化皮膜厚さの適正化の面から、そして、第 2の目的を達成するために、主として、（B) 分割プラグの構造の適正化の面から、それぞれ検討を進めた。

[0033] (A)分割プラグにおける酸ィ匕皮膜厚さの適正化

従来の分割プラグは、プラグの前部に発生する溶損がプラグ寿命を決定する要因になることから、前部のみを高強度材にすれば、プラグ寿命を延長できるとする発想に基づくものでしかない。

そこで、本発明者らは、従来、検討されていな力つた、分割プラグにおける前部の機能および後部の機能、さらに酸ィ匕皮膜の作用に着目し、プラグの部位毎に材質や酸化皮膜の厚さを変化させ、プラグ寿命や内面疵の発生状況にっ、て検討を行った [0034] その結果、プラグ表面に適正な厚さの酸ィ匕皮膜を形成することによって、分割ブラグの前部と後部の機能を有効に発揮できることを見出した。なお、「プラグ前部」とは

、その長手方向の範囲を限定するものではないが、望ましくは、プラグ先端からリーリング開始点までの範囲内の部分を、う。

[0035] 上記の検討は、前記図 1で示した傾斜穿孔機と同様の構造のモデル圧延機を用いた実験により行った。図 4は、上記の検討に用いた分割プラグの構成を示す長さ方向の正面断面図である。使用した分割プラグ 2は、前部 21と後部 22とを接合して構成しており、全体として砲弾形状を示している。

[0036] 上記実験で用いた前部 21の材質は、（l) SiCセラミックおよび SiNセラミック、 (2)

Mo合金（Mo— 0. 5%Ti-0. 08%Zr)、（3) Nb合金（Nb—10%W—2. 5%Zr)、ならびに（4) Cr Ni系低合金鋼とした。

準備した Cr Ni系低合金鋼は、 A鋼種および B鋼種の 2種類とし、それらの化学成分を表 1に示す。さらに、上記実験で用いた後部 22の材質も、 A鋼種および B鋼種の

2種類の Cr Ni系低合金鋼を用いた。

[0037] [表 1] 表 1

[0038] Cr~Ni系低合金鋼で構成するプラグ 2は、酸化性雰囲気の加熱炉に投入して熱処理を施し、前咅の表面に厚さ力 150 μ m、 350 μ m、 400 μ mおよび 500 μ mの酸ィ匕被膜を形成させ、後部の表面には厚さが 200 mの酸ィ匕被膜を形成させた。

いずれの分割プラグ 2も前部 21と後部 22との接合は、ねじ方式を用い、プラグの後部 22の最大径 Pdが 54mmとなるように製作した。供試材として SUS316の材質を用い、外径 70mm X長さ 500mmのビレットを準備し、加熱温度 1260°Cで加熱し、準備した分割プラグを用いて穿孔圧延を行ヽ、外径 74mmの素管を得た。 [0039] 穿孔圧延の条件は、傾斜ロール径 Dを 400mm、交叉角 γを 15° および傾斜角 j8 を 10° とした。穿孔圧延した後に、プラグ寿命、穿孔効率 (スリップ率)および内面疵を調査した。この圧延実験で用いたプラグの条件および圧延後の調査結果を表 2に示す。

[0040] [表 2] 表 2

[0041] 表 2に示す低合金鋼製プラグの寿命は、再熱処理によるスケール付けで再生使用することを考慮して評価した。すなわち、再熱処理で再生使用し、最終的にプラグ前部に焼き付きや溶損が発生し、またはプラグ表面が損傷し、被圧延材の内面にブラグ疵がプリントされ、これ以上使用できないと判断されるときの穿孔本数をプラグ寿命とした。

[0042] 表 2に示す穿孔効率 7?は、下記（1)式で表される。

7? = Vf/VrX 100 (%) · · · · (1)

ただし、 Vr = π · D · N/60 X sin β

ここで、 Vf：出口材料速度 (mZs)

Vr:ロールゴージ部でのロール周速の軸方向成分（mZs)

D :ロールゴージ径（m)

N：ローノレ回転数 (rpm)

:傾斜角 (° )

[0043] 内面疵の発生は、穿孔効率 ηの低下に起因するものであり、嚙み込んでからプラグ前までの回転鍛造効果 (マンネスマン破壊）により、被圧延材の内部にもみ割れが生じ、これが穿孔圧延後に内面疵として残存することによる。例えば、プラグの摩擦係数が大きくなり、ビレットがロールに嚙み込まれてプラグ先端に到達するまで、ビレットの回転鍛造回数が大きくなると、回転鍛造効果 (マンネスマン破壊)が大きくなり、内面疵を発生し易くなる。

[0044] 上記表 2に示す結果から、分割プラグの前部に Mo合金や Nb合金等の高合金を使用すれば、プラグ寿命を大幅に延長することができる。しかし、摩擦係数が大きくなるため、穿孔効率が大幅に低下する。このため、ビレットがロールに嚙み込まれてからプラグ先端に到達するまでの回転鍛造回数が多くなり、内面疵を発生し易くなることがわカゝる。

このことは、特に、連続铸造丸铸片などでビレットの中心部に偏析ゃポロシティなど変形能が悪ぐ欠陥のある材料を穿孔する場合に、顕著に現れる。

[0045] 一方、分割プラグの前部にセラミックを使用する場合は、耐衝撃性に劣るため、穿孔圧延時にプラグの尖端部力破損したため、穿孔圧延後に調査を行うことができなかった。

さらに、同表に示す結果から、 Cr~Ni系の低合金鋼製プラグであっても、表面に酸化皮膜を形成することによって、穿孔圧延中の断熱効果と潤滑効果を確保することができるので、穿孔効率の低下を回避して、回転鍛造効果を抑制することで内面疵の発生を抑制できることがわかる。

[0046] 換言すれば、表 2に示す分割プラグにおいて、 Cr~M系の低合金製プラグの前部に形成される酸化皮膜を厚くすれば、プラグ寿命は大幅に延長できる。これと同時に、穿孔効率も Mo合金や Nb合金に比べ大幅に向上できることから、回転鍛造効果を抑制して、内面疵の発生を防止できる。

しかし、試験 No. 8で示すように、前部に形成される酸化皮膜の厚さが比較的薄くなると、潤滑性能が低下し、内面疵が発生する場合がある。したがって、分割プラグの前部に形成する酸ィ匕皮膜の厚さは、適正に管理するのが望ましい。

[0047] (B)分割プラグの構造の適正化

本発明者らは従来型の分割プラグについて、その構造面から、種々の検討を加えた。その結果、従来型の分割プラグの場合、プラグの前部または後部を取り替えることが極めて困難であることが判明した。

[0048] すなわち、従来型の分割プラグでは、プラグ前部のみを高強度の材質にするため、まずプラグ前部とプラグ後部とを分割して製造し、その後、プラグ前部とプラグ後部とを焼き嵌め、圧入、圧接等の接合手段を用いて組み立てられる。したがって、プラグ前部とプラグ後部とが剛体接合され、操業中の継目無管の製造ラインにおいては、実質的に一体型プラグと同様の構造になっており、プラグ取り替えのタイミングや方法、および寿命管理方法は一体型プラグのそれらと変わらな、のが実態である。

[0049] そこで、本発明者らは、操業中の継目無管の製造ラインでプラグ前部または Zおよびプラグ後部を取り替えることが可能になれば、プラグ前部またはプラグ後部の耐久性を個別に管理でき、プラグ原単位を低減できることに着目した。例えば、溶損を発生したプラグ前部を取り替えたとしても、プラグ後部はそのまま使用可能であり、結果として、トータルのプラグ原単位を低減することができる。

そのためのプラグの構造としては、プラグを保持する芯金がプラグ後部を貫通して、プラグ前部と連結されて、る構造であって、分割されたプラグ前部およびプラグ後部を一体のプラグとして保持でき、し力も、プラグ前部または Zおよびプラグ後部を容易に着脱可能な構造とすればょ、。

[0050] 本発明は、上記 (A)および (B)において得られた知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記の（1)一 (4)の継目無管の穿孔圧延用プラグ、（6)— (9) の継目無管の製造装置ならびに（5)および（10)の継目無管の製造方法にある。

[0051] (1)分割されたプラグ前部とプラグ後部を一体のプラグとして保持して使用されるプラグにおいて、少なくとも前記プラグ前部は低合金鋼力なり、前記プラグ前部およびプラグ後部の表面には酸ィ匕皮膜が形成されていることを特徴とする継目無管の穿孔圧延用プラグである。

[0052] (2)前記プラグ前部に形成される酸ィ匕皮膜の厚さは、 200 μ m以上であることが望ましい。

[0053] (3)前記（1)または（2)に記載のプラグ前部に形成される酸ィ匕皮膜の厚さは、前記プラグ後部に形成される酸ィ匕皮膜の厚さよりも厚いことが望ましい。 [0054] (4)前記（1)または（2)に記載のプラグ前部の 1100°Cにおける引張強度は、 50M

Pa以上であることが望まし、。

[0055] (5)前記（1)一 (4)に記載のプラグを穿孔圧延用工具とし、傾斜ロール式穿孔圧延機を用いて、所定の温度に加熱された中実のビレットを中空素管に穿孔圧延することを特徴とする継目無管の製造方法である。

[0056] (6)分割されたプラグ前部およびプラグ後部を一体のプラグとして保持し、かつ前記プラグ前部または Zおよびプラグ後部を着脱可能とする継目無管の製造装置であつて、前記プラグを保持する芯金は前記プラグ後部を貫通し、前記プラグ前部と連結されて、ることを特徴とする継目無管の製造装置である。

[0057] (7)前記 (6)記載の継目無管の製造装置にぉ、て、プラグ前部に形成される酸ィ匕皮膜の厚さは、 200 m以上であることが望ましい。

[0058] (8)前記 (6)または（7)に記載の継目無管の製造装置において、プラグ前部のスケール厚さは、前記プラグ後部のスケール厚さよりも厚いことが望ましい。

[0059] (9)前記（6)—（8)に記載の継目無管の製造装置において、プラグ前部の 1100°C における引張強度は、 50MPa以上であることが望まし、。

[0060] (10)前記 (6)— (9)に記載の製造装置を用いて、製造ラインにぉ、て前記プラグ前部または Zおよびプラグ後部を取り替えることを特徴とする継目無管の製造方法である。

[0061] 本発明の製造方法にお!、て、「傾斜ロール式穿孔圧延機」を用いることとして、るのは、代表的なマンネスマン製管法に用いられる圧延機であり、圧延後の素管品質に優れるとともに、生産'性を一段と向上させることができること〖こよる。

[0062] 「製造ラインにおいて · · ·取り替える」とは、継目無管の穿孔圧延に際し、プラグを支持する芯金を循環使用（バーサーキュレーション)する場合に、プラグの取り替えを芯金の循環ライン上で実施することをいう。また、芯金の循環使用を想定しない場合であっても、プラグの取り替えを製管設備の停機をともなうことなく行うか、または製管操業中に実施することを意味する。

図面の簡単な説明

[0063] 図 1は、穿孔圧延に用いられるコーン形状の傾斜ロールの配置を模式的に説明する図である。

図 2は、前記図 1の A— A矢視で示されるコーン形状の傾斜ロールの配置を説明する図である。

図 3は、穿孔圧延用工具として採用されるプラグの長手方向の外郭形状を示す図である。

図 4は、本発明で採用した分割プラグの構成を示す長さ方向の正面断面図である。図 5は、実施例で用いた分割プラグの構成を示す長さ方向の正面断面図である。図 6は、本発明の製造装置が採用したプラグ支持部の構造例を示す図であり、同図（a)は芯金が一体のプラグとして支持している状態を示しており、同図（b)は芯金がプラグの支持を解除した状態を示して、る。

図 7は、ビレットを穿孔圧延するため対向配置された一対の穿孔ロールとプラグの配置を説明する図である。

図 8は、実施例に用いたプラグ支持の装置構成を説明する図であり、同図（a)は本発明例を示し、同図 (b)および同図（c)は比較例を示す。

図 9は、実施例に用いたプラグの構成を説明する図であり、同図（a)は本発明例を示し、同図 (b)は比較例を示す。

発明を実施するための最良の形態

[0064] 前記発明のうち、主として前記（1)一（5)に示される酸ィ匕皮膜を備えた分割プラグに関する発明を発明 Aとし、また、主として前記 (6)—（10)に示される分割プラグの構造を有する継目無管の製造装置に関する発明を発明 Bとして、それぞれの発明を実施するための最良の形態について下記に説明する。

[0065] 1.発明 Aを実施するための形態

(1)発明 Aの最良の形態

発明 Aの穿孔圧延用プラグは、前記図 4に示すように、分割された前部 21と後部 2 2を接合して使用される分割プラグ 2であって、少なくとも前部 21は低合金鋼カゝらなり、前部 21および後部 22の表面には酸ィ匕皮膜が形成されていることを特徴としているすなわち、分割プラグの前部を低合金鋼で構成し、前部および後部の表面には酸化皮膜を形成することにより、穿孔圧延での酸ィ匕皮膜が発揮する断熱効果と潤滑性能を最大限に利用し、必要なプラグ寿命およびプラグ原単位を確保するとともに、品質の優れた素管を高、生産性で製造することができる。

[0066] 具体的には、プラグ表面に形成された酸化皮膜の断熱効果を利用し、特に、前部の温度上昇を抑えることにより、有効に溶損の発生を抑制するとともに、プラグ全体の変形を防止することができる。さらに、酸ィ匕皮膜の潤滑性能を利用することにより、ビレットがロールに嚙み込まれた後の穿孔効率の低下を回避し、回転鍛造効果 (マンネスマン破壊)を抑制することにより内面疵の発生を防止できる。

[0067] これにより、材料単価の低廉な低合金鋼製のプラグであっても、所期のプラグ寿命を達成するだけでなぐ Mo合金や Nb合金に比べ、穿孔効率を大幅に向上させることができ、素管に発生する内面疵を防止できる。

[0068] 本発明が対象とする低合金鋼は、その表面に密着性のよい酸化皮膜を形成するのが望ましいことから、 3%Cr— l%Ni鋼などが例示される力これに限定されない。例えば、分割プラグの前部と後部の材質が質量割合で Cr: 0. 2-5. 0%または Zおよび Ni: 0. 2-7. 0%を含有する低合金鋼であってもよいが、プラグ後部ではその表面に所定の酸ィ匕皮膜が形成される限りにおいて、 Crおよび Niを含有せず、その他の合金成分を含有する低合金鋼であってもよヽ。

[0069] 本発明の穿孔圧延用プラグは、前部の材質を低合金鋼に限定するものであり、後部については限定していない。したがって、後部の表面に所定の酸化皮膜が形成される限りにおいて、穿孔圧延条件に応じて、後部の材質を選択することができる。プラグ表面の酸化皮膜は、酸化性雰囲気の加熱炉に投入して熱処理を施すこと〖こより形成することができる。このとき、熱処理の条件によって形成できる酸化皮膜の厚さを調整できるので、分割プラグを採用する場合には、前部および後部に個別に熱処理を施すことにより、それぞれ所定の厚さで均一に皮膜を形成できる。

[0070] 前述のとおり、プラグ前部の表面に形成された酸ィ匕皮膜は、穿孔圧延において断熱効果と潤滑性能を発揮できるので、低廉なプラグであっても高寿命化が可能となる。しかし、酸化皮膜の厚さが薄すぎると、所期の潤滑性能が発揮されない場合があるので、前部に形成される酸ィ匕皮膜の厚さは 200 m以上にすることが望ましい。 [0071] 一方、プラグの後部の酸ィ匕皮膜が厚いままで穿孔圧延を行うと、酸ィ匕皮膜の部分的な脱落が起こり、プラグの表面性状が悪ィ匕し、それにより圧延後の素管内面の表面性状を悪化させ、さら〖こ、最終仕上げ後の管の内表面に米粒状の被れ疵が多発すること〖こなる。

このため、本発明の穿孔圧延用プラグは、前部に形成される酸化皮膜の厚さを後部に形成される酸化皮膜の厚さよりも厚くするのが望ましい。これにより、プラグの寿命を低下させることなぐ仕上げ圧延後に発生する米粒状の被れ疵を抑制できるからである。

[0072] 従来の一体型プラグでは、プラグ全表面に厚めに形成した酸ィ匕皮膜を後部のみ薄くするために、多大な研磨作業を必要としていた。これに対して、本発明では、分割プラグを採用しているので、前部および後部に別個に均一な酸化皮膜を形成でき、効率的にプラグ表面に酸ィ匕皮膜を形成できる。

[0073] 本発明で採用する分割プラグにおいては、前部および後部の接合方法は限定されるものではなぐ慣用される方法を用いることができる。例えば、焼き嵌め、圧入、圧接、接着のいずれの方式でもよぐさらに螺合による接合であってもよい。

本発明の穿孔圧延用プラグを採用すれば、分割プラグの前部の機能および後部の機能に応じ、それぞれの材質を選択でき、適宜、組み合わせることができる。さらに、酸化皮膜の熱処理の条件を調整することにより、機能に応じた皮膜厚さを均一に形成することができる。これらのことから、分割プラグにおける各部の材質設計上の自由度が格段に広がることになる。

[0074] 上述のとおり、本発明の穿孔圧延用プラグによれば、分割プラグの前部および後部のそれぞれの表面毎に、適切で均一な厚みの酸ィ匕皮膜を形成できる。したがって、前部に発生する溶損を抑制し、圧延後の素管内表面の性状の悪ィ匕を抑制することができ、その結果、仕上げ圧延後において、米粒状の被れ疵の発生を抑制できる。さらに、穿孔圧延時において、穿孔効率の低下を回避し、回転鍛造効果 (マンネスマン破壊)を抑制することで内面疵の発生を防止できる。

[0075] それと同時に、本発明の穿孔圧延用プラグを穿孔圧延用工具に用いれば、プラグ寿命の大幅な向上とともに、品質に優れた素管を高い効率のもとに製造することができる。

さらに、本発明の穿孔圧延用プラグの前部は、低合金鋼を対象とするため、大気中の铸造で製造することが可能であり、プラグを廃却する場合であっても、材料コストを低く抑えることができる。また、廃却部位も専ら体積の小さい前部のみに限定されるので、プラグ原単位を著しく向上させることができる。

[0076] (2)発明 Aに関する実施例

発明 Aの効果を確認するため、発明 Aの穿孔圧延用プラグを用いて穿孔圧延試験を行った。前記図 1で示した傾斜穿孔圧延機を用いて、交叉角 γを 10° および傾斜角 j8を 10° として試験した。

図 5は、実施例で用いた分割プラグの構成を示す長さ方向の正面断面図である。分割プラグの前部 21と後部 22は、表 3に化学成分を示した C一 E鋼種の 3種の材質を組み合わせて構成した。

[0077] [表 3] 表 3

[0078] さらに、プラグ表面に形成する酸ィ匕皮膜の厚さを 150— 500 mの範囲で変えるため、前部および後部を別個に、酸化性雰囲気の加熱炉に投入して熱処理を施した。具体的には、水蒸気濃度が 14体積％以上の酸化性雰囲気の加熱炉に挿入し、 980 一 1100°Cの範囲で 6時間均熱保持した後、 50°CZhrの冷却速度で 800°Cまで徐冷する熱処理を施した。したがって、酸化皮膜の厚さの調整は、加熱温度を変更して行った。

[0079] 図 5に示すように、酸ィ匕皮膜を形成した前部 21と後部 22とをねじ方式で接合し、プラグ前部長さがプラグ全長の 24%となる砲弾形状の分割プラグを製作した。

供試材は材質が SUS304のステンレス鋼とし、外径 187mmX長さ 1500mmのビレットを 1250°Cに加熱し、後述する表 4に示す各種の分割プラグを用いて穿孔圧延を行い、外径 196mmの素管を得た。そして、まず、プラグ寿命を調査した。

[0080] 引き続き、マンドレルミルで延伸圧延した後、レデューサで外径 73mmX肉厚 6. 2 mmの管に仕上げた。その後、管の内面疵の発生率を調査した。

この実施例で用いたプラグの条件、ならびに穿孔圧延後のプラグ寿命および管の内面疵の発生率を調査した結果を表 4に示す。

[0081] [表 4] 表 4

[0082] 表 4に示す内面疵は、回転鍛造効果に起因する内面疵およびプラグの表面粗さに起因する米粒状の被れ疵の両者を包含するものであり、その発生率は、穿孔圧延を行った 100本の管当たりの内面疵を発生した本数比率である。

表 4に示すように、本実施例で使用した分割プラグは、いずれも前部は低合金鋼からなり、前部および後部のプラグ表面には酸ィ匕皮膜が形成されていることから、全て本発明例の穿孔圧延用プラグである。

[0083] 本発明例のうちでも、製造 No. 2— 5に示すように、前部に形成される酸化皮膜の厚さが 200 m以上とした穿孔圧延用プラグによれば、仕上げ圧延後に発生する内面疵をなくすことができる。

[0084] 2.発明 Bを実施するための形態

(1)発明 Bの最良の形態

発明 Bの継目無管の製造装置は、物理的に分離されたプラグ前部およびプラグ後部を一体のプラグとして保持し、かつ前記プラグ前部または Zおよびプラグ後部を着脱可能とし、前記プラグを保持する芯金は前記プラグ後部を貫通し、前記プラグ前部と連結されて、ることを特徴として、る。

[0085] 前述のとおり、従来型の分割プラグでは、溶損を発生しやすいプラグ前部を取り替えることや、単独でプラグ後部だけを交換することができない。このため、プラグ前部とプラグ後部とを分割して製造されているが、プラグ取り替えのタイミングや方法、および寿命管理は一体型プラグのそれらと変わらないことになる。

[0086] そこで、本発明の継目無管の製造装置では、プラグ前部またはプラグ後部をそれぞれ単独に、またはプラグ前部およびプラグ後部を同時に着脱可能とするため、ブラグ前部とプラグ後部とを焼き嵌め、圧入、圧接等の接合手段を用いることなく組み立てられる構造とし、芯金をプラグ後部に貫通させ、プラグ前部と連結させることにする。このとき、分離されたプラグ前部およびプラグ後部は一体のプラグとして保持されるとともに、プラグ前部とプラグ後部が独立して回転できるように構成している。

[0087] し力も、上記の構成を採用することによって、従来型の分割プラグのように、プラグ前部とプラグ後部の接合部が破損することを防止できる。さらに、芯金による支持機構も比較的単純な構造でよぐ継目無管の製造コストを押し上げる要因にならない。さらに、本発明の継目無管の製造装置は、操業中の製造ラインにおいてプラグ前部または Zおよびプラグ後部を取り替え可能にするものであり、プラグの取り替えにともなつて製管設備を停機させることもな、。

[0088] そして、プラグ前部の取り替えに際し、プラグ前部を必ずしも高強度材を選択しなければならないとするものではない。例えば、プラグ前部を Cr Ni系の低合金鋼として、適宜、プラグ前部を取り替えることによって、プラグ費用を低減してもよぐまた、ブラグ前部を高強度材で構成して、プラグ寿命の延長や製管能率の向上を図るようにしてもよい。

[0089] 図 6は、本発明の製造装置が採用したプラグ支持部の構造例を示す図であり、同図（a)は芯金がプラグ前部およびプラグ後部を一体のプラグとして支持している状態を示しており、同図（b)は芯金がプラグの支持を解除した状態を示している。ただし、図 6に示すプラグ支持部の構造は、単にその支持構造を例示したものであり、本発明の装置構造を限定するものではな、。

[0090] 本発明が対象とするプラグ 101は、プラグ前部 101aおよびプラグ後部 101bに物理的に分離されており、穿孔圧延に際しては芯金 102によって一体のプラグ 101として保持される。さらに、プラグ前部 101aおよびプラグ後部 101bをそれぞれ回転可能で、かつ着脱可能とするため、芯金 102の先端はプラグ後部 101bを貫通し、プラグ前部 10 laと連結するように構成されている。

[0091] 芯金 102の先端は芯金小径部 102aと芯金大径部 102bの 2段構造となっており、芯金大径部 102bでプラグ後部 101bを貫通し、芯金小径部 102aがプラグ前部 101 aの内周孔 105に装着し、回転可能に連結している。さらに、芯金小径部 102aには通し孔 102cが設けられており、この通し孔 102cにはプラグ前部 101aが芯金 102から離脱するのを防止するため、鋼球 104が芯金 102の外周面力も突出するように収納される。この鋼球 104が最も突出した状態になると、芯金の外周面より一部が出現し、プラグ前部 101aの内周孔 105に設けられた凹部に勘合し、プラグ前部 101aは確実に支持される。

[0092] 芯金 102の先端内面には摺動ロッド 103が挿入されており、大径平行部 103b、テ一パー部 103tおよびこれに続く小径平行部 103aで構成される。図 6 (a)に示すように、摺動ロッド 103が前進限の位置にあるとき、鋼球 104は大径平行部 103bに押し上げられ、芯金 102の外周面より最も突出した状態になる。一方、図 6 (b)に示すように、摺動ロッド 103が後退限の位置になると、鋼球 104は小径平行部 103aで支持され、芯金 102の先端内面に収容される状態になる。

[0093] 摺動ロッド 103の後端にはピストン 106が設けられており、芯金の内部に設けられた摺動孔 107に内装されている。このピストン 106は摺動孔 107内でその後方に設けられたスプリング 108によって、芯金 102の先端方向に押し付けられ、摺動ロッド 103は前進限に位置する。

上記のプラグ支持部の構造において、プラグ 101を装着、支持する場合には、エア一供給口 109から高圧エアーを供給し、ピストン 106をスプリング 108の押し付け力に抗して後方に移動させ、摺動ロッド 103を後退させる。

[0094] 摺動ロッド 103が後退限まで移動すれば、鋼球 104が芯金 102の先端内面に収容され、プラグ前部 101aおよびプラグ後部 101bの装着が可能になる。摺動ロッド 103 が後退限まで移動した場合でも、鋼球 104は小径平行部 103aで保持され、芯金 10 2の内面に落下することがない。

[0095] プラグ前部 101aおよびプラグ後部 101bが装着されると、高圧エアーの供給が停止され、これにともなって摺動ロッド 103が前進限まで移動する。摺動ロッド 103の前進にともなって、テーパー部 103tによって鋼球 104が徐々に押し上げられ、芯金 10 2の外側に押し出される。押し出された鋼球 104の一部は、プラグ前部 101aの内周孔 105に設けられた凹部に勘合される。その後は、摺動ロッド 103は前進限に位置し、大径平行部 103bに鋼球 104が支持された状態でプラグ 101は芯金 102に支持される。

[0096] プラグ 101を取り替える場合には、プラグ 101を装着、支持する場合と同様に、エア一供給口 109から高圧エアーを供給し、ピストン 106をスプリング 108の押し付け力に抗して後方に移動させ、摺動ロッド 103を後退限まで後退させる。これにより、鋼球 104が芯金 102の先端内面に収容され、プラグ前部 101aおよびプラグ後部 101bの取り外しが可能になり、適宜、プラグ前部 101aまたは Zおよびプラグ後部 101bの着脱が可能になる。

[0097] 図 6に示す構成例では、鋼球 104は 1個のみ示している。この構成でもプラグ 101 の装着、支持の目的を十分に達成できるが、さらに円周方向に等間隔に複数個の鋼球を配置するのが望まし、。

[0098] 前述のとおり、穿孔圧延中の断熱効果と潤滑効果を得るため、プラグ表面に 200— 1000 mのスケールを生成させることが望ましい。このとき、プラグ寿命を低下させることなぐ穿孔圧延後に発生する素管内面疵を低減するには、プラグ全表面に均一厚さのスケール皮膜を形成させるのではなぐプラグ前部に形成させるスケール皮膜厚さをプラグ後部のそれよりも厚くすることが望ま、ことが認識されて、る。

[0099] したがって、本発明の継目無管の製造装置においても、プラグ前部のスケール厚さをプラグ後部のスケールより厚くするのが望ましい。特に、一体型プラグであれば、プラグ全表面に厚めに形成したスケールをプラグ後部のみ研磨し、薄くする作業工数を要していた力本発明が対象とするプラグであれば、プラグ前部およびプラグ後部に別個にスケールを形成できるので有効である。

[0100] ところで、プラグ前部を尖頭ィヒすると、嚙み込み性が改善される力熱容量の低下をともないプラグ前部が溶損し易くなる。しかし、プラグ前部に所定の高温強度が確保できれば、溶損することなぐ効率的な穿孔圧延が可能になる。

[0101] 具体的には、本発明の継目無管の製造装置では、プラグ前部の 1100°Cにおける引張強度を 50MPa以上にするのが望ましい。ここで、目標とする温度を 1100°Cとしているのは、穿孔圧延にともなって、プラグ前部が上昇し得る最高温度である。

このとき必要とされる強度を 50MPa以上としたのは、一般的にプラグ材料として使用される 3%Cr— l%Ni鋼の 1100°Cにおける引張強度と比較して、 1. 2— 2倍以上の強度を有することが必要としたためである。

[0102] (2)発明 Bに関する実施例

発明 Bの効果を確認するため、発明 Bの製造装置を用いて穿孔圧延試験を行った。材質は 13%Crを含有するマルテンサイトステンレス鋼で外径 187mmのビレットを 1 220°Cに加熱し、穿孔圧延に供して外径 196mmの素管を得た。

[0103] 図 7は、ビレットを穿孔圧延するため対向配置された一対の穿孔ロールとプラグの配置を説明する図である。穿孔ロール 110のゴージ部 110aは、穿孔ロール 110の入口面と出口面とが交叉する位置であり、一対の穿孔ロール 110、 110の間隙が最小となる位置である。ゴージ部 110aの位置における前記間隙がロール開度 Rg (mm)となる。

[0104] また、穿孔ロールは傾斜角 β (° )をなして配置されて!、る。本実施例では、次の条件で穿孔圧延した。

ロール開度 Rg： 162mm, 傾斜角 j8： 12°

[0105] 図 8は、実施例に用いたプラグ支持の装置構成を説明する図である。図 8 (a)は本発明例を示しており、芯金 102はプラグ後部 101bを貫通して、分離されたプラグ前部 101aおよびプラグ後部 101bを一体のプラグ 101として保持している。プラグ後部 101bは、 3. 0%Cr-l . 0%Ni鋼とし、表面に 500 mのスケールを生成させた。プラグ前部 101aの材質を変化させるとともに、プラグ前部 101aの長さを 2水準に変えた。なお、内周孔の孔径 diも同時に 20— 30mmの範囲で変更した。

[0106] 図 8 (b)は比較例 1を示しており、プラグ前部 101aおよびプラグ後部 101bは焼き嵌めで接合し、芯金 102はプラグ後部 101bの内周孔に内装されて、プラグ 101全体を支持してヽる。プラグ後咅 lOlbは、 3. 0%Cr-l. 0%Ni岡とし、表面に 500 /z mのスケールを生成させ、プラグ前部 101aは Nb合金で構成した。

図 8 (c)は比較例 2を示しており、一体型プラグ 101が用いられ、芯金 102はプラグ後部の内周孔に内装されてプラグ 101全体を支持している。プラグ 101は 3. 0%Cr

-1. 0%Ni鋼とし、表面に 500 /z mのスケールを生成させた。

[0107] 本実施例では、使用したプラグの外郭寸法はいずれも同じとし、各プラグとも圧延に不具合を発生するまで、最高 10パスまで穿孔圧延を行い、プラグの表面状況を観察した。その結果を表 5に示す。

[0108] [表 5]

表 5に示すように、比較例 1の No. 106プラグでは、 4パスでプラグ前部と後部の接合が外れ、圧延を停止せざるを得ず、プラグ前部を高強度材で構成した分割プラグ本来の性能が発揮されな力つた。一方、比較例 2の No. 107プラグでは、 1パスでプラグ前部に溶損が発生しプラグ寿命を来した。

[0110] 本発明例の No. 101プラグは、上記 No. 107プラグと同じ材質であり、同様に、 1 パスでプラグ前部に溶損が発生したが、プラグ前部のみの取り替えができるので、廃却重量比率は 1Z4以下となった。

[0111] 本発明例の No. 102プラグは、プラグ前部のスケールを厚くしているので、上記 No . 101プラグに比べ寿命は 2倍に延びた。スケール形成に際しては、プラグ熱処理の時間を長くするか、または処理温度を数 10°C上げれば、 No. 102プラグ程度の厚スケールを形成することができる。さらに、大量に処理すればプラグ熱処理にともなうコスト増加を吸収できる。このため、本発明例の No. 102プラグの原単位は、 No. 101 プラグの 1Z2程度、比較例 2の No. 107プラグに対しては 1Z8程度に向上した。

[0112] 本発明例の No. 103プラグは、プラグ前部に 0. 5%Cr-l . 5%Mo— 3. 0%W鋼の高強度材を用いることによって、 No. 101プラグに比べ、プラグ単価は 1. 5倍程度になるが、プラグ寿命は 2倍に向上した。すなわち、プラグ前部に高強度材を用いることによって、プラグ単価が増加しても、取り替えるのはプラグ前部だけであり、さらに、殆ど損傷しないプラグ後部を低価格の材料とすることで、一層プラグ原単位を低減できる。

[0113] 本発明例の No. 104プラグでは、上記 No. 103プラグで溶損箇所がプラグ前部からゴージ部相当位置 (すなわち、プラグをミルにセッティングした際にロールゴージ部に相当するプラグ長手方向の位置）に移行しているため、プラグ前部の長さをゴージ部相当位置まで拡大することによってゴージ部相当位置の溶損を抑制し、プラグ寿命をさらに向上した。

本発明例の No. 105プラグでは、上記 No. 104プラグに比較して、スケールを厚く形成したため、プラグ寿命が向上した。

[0114] さらに、発明 Bの効果を確認するため、発明 Bの製造装置を用いて、別の穿孔圧延試験を行った。材質力 SSUS304で外径 65mmのビレットを 1200°Cに加熱し、穿孔圧延に供して外径 87mmの素管を得た。

本実施例では、以下の条件で穿孔圧延を行った。ロール開度 Rg： 57. 2mm、傾斜角 j8： 10°

[0115] 図 9は、実施例に用いたプラグの構成を説明する図である。図 9 (a)は本発明例を示しており、プラグ前部 101aの長さはプラグ全長の 24%とし、プラグ後部 101bは、 3 . 0%Cr-l. 0%Ni鋼として、表面に 500 /z mのスケールを生成させた。図 9 (b)は、比較例の一体型プラグを示しており、その材質は、 3. 0%Cr-l. 0%Ni鋼とし、表面に 500 μ mのスケールを生成させた。

[0116] 本実施例では、最高 20パスまで穿孔圧延を行、、プラグの表面状況を観察した。

その結果を表 6に示す。

[0117] [表 6]

表 6に示すように、プラグ前部 101aに比較例のプラグ No. 115と同じ材質を用いた本発明例のプラグ No. Illの場合、比較例と同じ 1パスでプラグ寿命となる溶損が生じた。しかし、プラグ No. Illはプラグ前部のみの取り替えができるので、廃却重量の比率は約 ΐΖΐοであった。

[0119] 本発明例のプラグ No. 112は、プラグ No. I l lよりもスケール厚さを厚くしているため、プラグ寿命は 2倍となった。また、プラグ No. 113は、プラグ No. I l lよりも高温強度の高い材質を用いているため、プラグ No. I l lと同じスケール厚さであっても、プラグ寿命は 2倍となった。さらに、プラグ No. 113と同じ材質を用い、スケール厚さをプラグ No. 113よりも厚くしたプラグ No. 114では、プラグ No. 113に比較して寿命が 1. 5倍となった。

産業上の利用可能性

[0120] 本発明の継目無管の穿孔圧延用プラグによれば、ステンレス鋼や高合金を穿孔圧延する場合であっても、プラグ表面の酸ィ匕皮膜に起因する米粒状の被れ疵をなくし、被圧延材の穿孔効率を低下させることなぐ嚙み込みによる回転鍛造効果に起因する内面疵の発生を防止することができる。また、本発明の継目無管の製造装置によれば、操業中の継目無管の製造ラインにおいて、分割プラグの接合に不具合を生ずることなぐプラグ前部または Zおよびプラグ後部の取り替えを行うことができる。

[0121] したがって、本発明を用いることにより、プラグ寿命の延長および優れたプラグ原単位を達成することができ、さらに、プラグ前部の取り替えに際し、プラグ前部の低合金鋼としてプラグ費用を低減すること、および、プラグ前部を高強度材で構成してプラグ寿命の延長や製管能率の向上を図ることも可能である。

し力も、傾斜ロール式穿孔圧延機に適用することによって、品質の優れた素管を効率的に生産することができるので、本発明は、実操業における最適な継目無管の製造用として、広く採用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 分割されたプラグ前部とプラグ後部を一体のプラグとして保持して使用されるプラグにおいて、少なくとも前記プラグ前部は低合金鋼力なり、前記プラグ前部およびプラグ後部の表面には酸ィ匕皮膜が形成されていることを特徴とする継目無管の穿孔圧延用プラグ。

[2] 前記プラグ前部に形成される酸ィ匕皮膜の厚さが 200 μ m以上であることを特徴とする請求項 1に記載の継目無管の穿孔圧延用プラグ。

[3] 前記プラグ前部に形成される酸ィ匕皮膜の厚さが前記プラグ後部に形成される酸ィ匕皮膜の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項 1または 2に記載の継目無管の穿孔圧延用プラグ。

[4] 前記プラグ前部の 1100°Cにおける引張強度が 50MPa以上であることを特徴とする請求項 1または 2に記載の継目無管の穿孔圧延用プラグ。

[5] 傾斜ロール式穿孔圧延機を用いて、請求項 1または 2に記載のプラグを穿孔工具とし、所定の温度に加熱された中実のビレットを中空素管に穿孔圧延することを特徴とする継目無管の製造方法。

[6] 傾斜ロール式穿孔圧延機を用いて、請求項 3に記載のプラグを穿孔工具とし、所定の温度に加熱された中実のビレットを中空素管に穿孔圧延することを特徴とする継目無管の製造方法。

[7] 分割されたプラグ前部およびプラグ後部を一体のプラグとして保持し、かつ前記プラグ前部または Zおよびプラグ後部を着脱可能とする継目無管の製造装置であって、前記プラグを保持する芯金は前記プラグ後部を貫通し、前記プラグ前部と連結されて、ることを特徴とする継目無管の製造装置。

[8] 前記プラグ前部に形成される酸ィ匕皮膜の厚さが 200 μ m以上であることを特徴とする請求項 7に記載の継目無管の製造装置。

[9] 前記プラグ前部のスケール厚さが前記プラグ後部のスケール厚さよりも厚、ことを特徴とする請求項 7または 8に記載の継目無管の製造装置。

[10] 前記プラグ前部の 1100°Cにおける引張強度が 50MPa以上であることを特徴とする請求項 7または 8に記載の継目無管の製造装置。

[11] 前記プラグ前部の 1100°Cにおける引張強度が 50MPa以上であることを特徴とする請求項 9に記載の継目無管の製造装置。

[12] 請求項 7または 8に記載の製造装置を用いて、製造ラインにおいて前記プラグ前部または Zおよびプラグ後部を取り替えることを特徴とする継目無管の製造方法。

[13] 請求項 9に記載の製造装置を用いて、製造ラインにおいて前記プラグ前部または

Zおよびプラグ後部を取り替えることを特徴とする継目無管の製造方法。

[14] 請求項 10に記載の製造装置を用いて、製造ラインにおいて前記プラグ前部または

[15] 請求項 11に記載の製造装置を用いて、製造ラインにぉ、て前記プラグ前部または